Fiche technique LED CMS 16-213/R6C-AQ2R2B/3T - Rouge Brillant - 20mA - 1,75-2,35V - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La 16-213 est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour des applications miniatures et à haute densité. Elle utilise la technologie semi-conductrice AlGaInP pour produire une lumière Rouge Brillant. Son facteur de forme compact permet des économies d'espace significatives sur les cartes de circuits imprimés (PCB) par rapport aux composants traditionnels à broches, contribuant à des conceptions de produits finaux plus petits et à des besoins de stockage réduits.

1.1 Avantages principaux

• Miniaturisation :La petite taille du boîtier permet une densité de montage plus élevée et permet la conception d'équipements électroniques plus compacts.
• Légèreté :Idéal pour les applications où le poids est un facteur critique.
• Compatibilité :Conditionnée en bande de 8 mm sur des bobines de 7 pouces, la rendant entièrement compatible avec les équipements d'assemblage automatiques standard de type pick-and-place.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme aux normes RoHS, REACH de l'UE et sans halogène (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Compatibilité des procédés :Adaptée aux procédés de soudage par refusion infrarouge (IR) et à la vapeur.

1.2 Applications cibles

Cette LED est bien adaptée à diverses fonctions d'indication et de rétroéclairage, notamment :

• Rétroéclairage de tableau de bord et de commutateurs dans les commandes automobiles et industrielles.
• Indicateurs d'état et rétroéclairage de clavier dans les dispositifs de télécommunication tels que téléphones et télécopieurs.
• Rétroéclairage plat pour panneaux LCD, commutateurs et symboles.
• Applications d'indication à usage général.

2. Valeurs maximales absolues

Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces conditions n'est pas garanti.

3. Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante (T_amb) de 25°C et un courant direct (I_F) de 20mA, sauf indication contraire. Ils représentent la performance typique du composant._aParamètre_FSymbole

μA

1. V_R=5V
2. Notes :
3. Tolérance de l'intensité lumineuse : ±11%

Tolérance de la longueur d'onde dominante : ±1nm

Tolérance de la tension directe : ±0,05V

4. Explication du système de tri

Pour garantir une cohérence des performances en application, les LED sont triées (binned) sur la base de paramètres clés. La 16-213 utilise un système de tri à trois codes._F4.1 Tri par intensité lumineuse (CAT)

R2

4.2 Tri par longueur d'onde dominante (HUE)

E7

4.3 Tri par tension directe (REF)_FCe code regroupe les LED selon leur chute de tension directe à I_F=20mA, ce qui est crucial pour le calcul de la résistance de limitation de courant et la conception de l'alimentation.

5. Analyse des courbes de performance

Les courbes typiques suivantes donnent un aperçu du comportement du composant dans différentes conditions. Toutes les courbes sont mesurées à T_amb=25°C sauf indication contraire._a5.1 Courant direct vs. tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation exponentielle entre la tension appliquée et le courant résultant. La tension directe (V_F) est typiquement comprise entre 1,75V et 2,35V au courant de fonctionnement standard de 20mA. Les concepteurs doivent utiliser une résistance de limitation de courant en série pour éviter l'emballement thermique, car une petite augmentation de tension au-delà du point de coude provoque une forte augmentation du courant, potentiellement destructrice.

5.2 Intensité lumineuse vs. courant direct_FL'intensité lumineuse augmente approximativement de manière linéaire avec le courant direct jusqu'au courant nominal maximum. Un fonctionnement au-delà de la valeur maximale absolue (25mA continu) réduira la durée de vie et la fiabilité.

5.3 Intensité lumineuse vs. température ambiante

La puissance lumineuse de la LED diminue lorsque la température de jonction augmente. La courbe montre l'intensité lumineuse relative qui baisse lorsque la température ambiante augmente de -40°C à +85°C. Ce déclassement doit être pris en compte dans les conceptions où la LED fonctionne dans des environnements à haute température ou à des courants d'attaque élevés.

5.4 Courbe de déclassement du courant direct

Cette courbe critique définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Pour garantir un fonctionnement fiable et éviter la surchauffe, le courant direct doit être réduit lors d'un fonctionnement à des températures ambiantes élevées.

5.5 Distribution spectrale

Le spectre est centré autour d'une longueur d'onde de crête typique (λ_p) de 632nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) d'environ 20nm, caractéristique des LED rouges à base d'AlGaInP. La longueur d'onde dominante (λ_d) définit la couleur perçue.

5.6 Diagramme de rayonnement

La LED présente un large angle de vision de 120 degrés (2θ_1/2), offrant un diagramme d'émission large et uniforme adapté à l'éclairage de surface et aux applications d'indication où une large visibilité est requise._p6. Informations mécaniques et d'emballage_d6.1 Dimensions du boîtier

Le contour physique et les dimensions critiques du boîtier de la LED sont fournis dans la fiche technique. Les tolérances sont typiquement de ±0,1mm sauf indication contraire. Les concepteurs doivent se référer au dessin exact pour la création de l'empreinte.

6.2 Configuration de pastilles recommandée_{Un motif de pastilles (empreinte) recommandé pour la conception de PCB est inclus. Ce motif est fourni à titre indicatif uniquement et doit être optimisé en fonction des procédés de fabrication spécifiques, du volume de pâte à souder et des exigences de gestion thermique.}6.3 Identification de la polarité

La cathode est généralement marquée sur le composant. Une orientation correcte de la polarité est essentielle lors de l'assemblage pour éviter les dommages par polarisation inverse.

7. Directives de soudage et d'assemblage

7.1 Profil de soudage par refusion (sans plomb)

La LED est compatible avec les procédés de refusion infrarouge ou à la vapeur standard utilisant de la soudure sans plomb. Le profil de température recommandé comprend :

Préchauffage :

150-200°C pendant 60-120 secondes.

Temps au-dessus du liquidus (TAL) :

60-150 secondes au-dessus de 217°C.

Température de crête :

260°C maximum, maintenue pendant 10 secondes maximum.

• Vitesse de montée :Maximum 3°C/seconde jusqu'à 255°C, puis maximum 6°C/seconde jusqu'au pic.
• Vitesse de descente :Maximum 6°C/seconde.
• Critique :Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois sur le même composant.
• 7.2 Soudage manuelSi un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de rigueur :
• Utilisez un fer à souder dont la température de la pointe ne dépasse pas 350°C.Limitez le temps de contact à un maximum de 3 secondes par borne.

Utilisez un fer d'une puissance nominale de 25W ou moins.Laissez un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre le soudage de chaque borne.

Évitez d'appliquer une contrainte mécanique au corps de la LED pendant le chauffage.

7.3 Rework et réparation

• La réparation après soudage de la LED est fortement déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder double tête spécialisé doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, minimisant ainsi la contrainte thermique. L'effet sur les caractéristiques de la LED doit être vérifié après le rework.
• 8. Stockage et sensibilité à l'humidité
• Les LED sont conditionnées dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant.
• Avant ouverture :
• Stockez à ≤30°C et ≤90% d'Humidité Relative (HR).

Après ouverture (Durée de vie en atelier) :

Les composants non utilisés doivent être soudés dans l'année lorsqu'ils sont stockés à ≤30°C et ≤60% HR. S'ils ne sont pas utilisés dans ce délai, ils doivent être re-séchés et reconditionnés.

Procédure de séchage :

Si l'indicateur de dessiccant change de couleur ou si la durée de vie en atelier est dépassée, séchez à 60 ±5°C pendant 24 heures avant utilisation.

• 9. Emballage et informations de commande9.1 Spécifications de la bande et de la bobine
• Les composants sont fournis sur une bande porteuse gaufrée de 8 mm de large enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces.9.2 Explication de l'étiquette
• L'étiquette de la bobine contient plusieurs codes clés :CPN :

Numéro de pièce du client.

P/N :

Numéro de pièce du fabricant (ex. : 16-213/R6C-AQ2R2B/3T).

QTY :

Quantité par bobine.

• CAT :Classe d'intensité lumineuse (ex. : Q2, R1, R2).
• HUE :Classe de longueur d'onde dominante (ex. : E4, E5, E6, E7).
• REF :Classe de tension directe (ex. : 0, 1, 2).
• LOT No :Numéro de lot de fabrication traçable.
• 10. Considérations de conception d'application10.1 Calcul de la résistance de limitation de courant
• Une résistance en série est obligatoire pour fixer le courant direct. La valeur de la résistance (R_S) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_S = (V_Alim - V_F) / I_F. Utilisez la V_F maximale de la table de tri pour une conception conservatrice afin de garantir que I_F ne dépasse pas la valeur souhaitée. La puissance nominale de la résistance doit également être calculée : P_R = (I_F)² * R_S.10.2 Gestion thermique
• Bien que le boîtier soit petit, la dissipation de puissance (jusqu'à 60mW) peut provoquer une élévation significative de la température de jonction, surtout à haute température ambiante ou dans des espaces clos. Cela réduit la puissance lumineuse et la durée de vie. Assurez-vous qu'une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques sont utilisés pour le dissipateur thermique si le fonctionnement est proche des valeurs maximales.10.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Bien que classée pour 2000V HBM, les précautions standard de manipulation ESD doivent toujours être suivies pendant l'assemblage et la manipulation pour éviter les dommages latents.

11. Comparaison et différenciation technique

La LED 16-213, basée sur la technologie AlGaInP, offre des avantages distincts pour les applications d'indication rouge :vs. Technologies plus anciennes (ex. : GaAsP) :L'AlGaInP offre une efficacité lumineuse plus élevée, ce qui donne une sortie plus brillante à courant égal, et une meilleure pureté de couleur (rouge plus saturé)._Svs. LED blanches à large spectre avec filtre :_SUne LED rouge monochromatique est bien plus efficace pour produire une lumière rouge pure que de filtrer de la lumière blanche, conduisant à une consommation d'énergie plus faible._{vs. LED à broches plus grandes :}Le format CMS permet un assemblage automatisé, réduit l'espace sur la carte et améliore la fiabilité mécanique en éliminant les broches sujettes à la flexion et à la rupture._F12. Questions fréquemment posées (FAQ)_FQ1 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête (λp) et la Longueur d'onde dominante (λd) ?_FR1 : La Longueur d'onde de crête est la longueur d'onde à laquelle la distribution de puissance spectrale est maximale. La Longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la LED. λd est plus pertinente pour la spécification de couleur dans les applications d'indication._FQ2 : Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation de courant si mon alimentation est précisément à 2,0V ?_RR2 : La tension directe a une tolérance et varie avec la température. Une tension d'alimentation égale à la V_F nominale peut conduire à un courant excessif en raison de la variation d'un composant à l'autre ou d'une baisse de température. Une résistance en série est toujours requise pour un fonctionnement fiable._FQ3 : Pourquoi la plage de température de stockage est-elle plus large que la plage de fonctionnement ?_S.

R3 : La valeur de stockage s'applique au composant dans un état inactif, non alimenté. La plage de fonctionnement est plus étroite car le fonctionnement actif génère de la chaleur au niveau de la jonction semi-conductrice, et l'effet combiné de la température ambiante et de l'auto-échauffement doit être limité pour garantir les performances et la longévité.

Q4 : Comment interpréter le numéro de pièce 16-213/R6C-AQ2R2B/3T ?

R4 : Bien que le décodage exact puisse être propriétaire, il incorpore généralement le code de produit de base (16-213) suivi de codes spécifiant les classes de performance (ex. : intensité lumineuse 'R2', longueur d'onde dominante probablement dans 'E6/E7', et tension directe 'B2'), et éventuellement le type d'emballage ('3T' peut faire référence à la bande et à la bobine).

13. Étude de cas d'intégration : Rétroéclairage de commutateur de tableau de bord

Scénario :

Conception du rétroéclairage pour un commutateur de tableau de bord automobile nécessitant un éclairage rouge uniforme et fiable dans un environnement avec des températures ambiantes allant jusqu'à 70°C.

• Étapes de conception :Sélection du courant :
• Pour garantir la longévité à haute température, déclasser le courant. D'après la courbe de déclassement, à 70°C ambiant, le I_F maximum autorisé est nettement inférieur à 25mA. Choisir I_F = 15mA offre une bonne marge de sécurité.Calcul de la résistance :
• En utilisant une alimentation automobile de 12V et la V_F maximale de la classe B2 (2,35V). R_S = (12V - 2,35V) / 0,015A ≈ 643Ω. Utilisez une résistance standard de 620Ω ou 680Ω. Puissance : P = (0,015)² * 643 ≈ 0,145W. Une résistance de 1/4W est suffisante.Sélection des classes :

Pour une apparence uniforme sur plusieurs commutateurs, spécifiez des classes serrées pour HUE (Longueur d'onde dominante, ex. : E6 uniquement) et CAT (Intensité lumineuse, ex. : R1 uniquement). Cela garantit une couleur et une luminosité cohérentes.

Implantation :

Placez la LED et sa résistance de limitation de courant proches l'une de l'autre. Utilisez la configuration de pastilles recommandée de la fiche technique, en ajoutant éventuellement de petites liaisons de décharge thermique pour faciliter le soudage.

14. Principe technologique

La LED est basée sur une hétérostructure semi-conductrice en Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. L'énergie libérée lors de cette recombinaison est émise sous forme de photons (lumière). L'énergie de bande interdite spécifique de l'alliage AlGaInP détermine la longueur d'onde de la lumière émise, qui dans ce cas se situe dans le spectre rouge (environ 632nm). La lentille en résine transparente comme l'eau permet à la lumière de s'échapper avec une absorption minimale, et sa forme détermine le large angle de vision de 120 degrés.No.15. Tendances de l'industrie_FLe marché des LED d'indication CMS comme la 16-213 continue d'évoluer. Les tendances clés incluent :

Efficacité accrue :

Les améliorations continues en science des matériaux visent à offrir une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumière par unité d'entrée électrique), permettant une consommation d'énergie plus faible ou des indicateurs plus brillants.

Miniaturisation :

La recherche de produits finaux plus petits pousse à des boîtiers de LED toujours plus petits (ex. : tailles métriques 0402, 0201) tout en maintenant ou en améliorant les performances optiques.

Fiabilité améliorée :

Les améliorations dans les matériaux d'encapsulation et les technologies de collage de puce visent à prolonger la durée de vie opérationnelle et la robustesse face aux cycles thermiques et à l'humidité.Intégration :

Une tendance vers l'intégration de plusieurs LED (ex. : groupes RVB) ou la combinaison de LED avec des CI de contrôle (comme des circuits de pilotage) dans des boîtiers uniques pour simplifier la conception des circuits et économiser de l'espace sur la carte.

1. Current Selection:To ensure longevity at high temperature, derate the current. From the derating curve, at 70°C ambient, the maximum allowable I_Fis significantly less than 25mA. Selecting I_F= 15mA provides a good safety margin.
2. Resistor Calculation:Using a 12V automotive supply and the maximum V_Ffrom bin B2 (2.35V). R_S= (12V - 2.35V) / 0.015A ≈ 643Ω. Use a standard 620Ω or 680Ω resistor. Power: P = (0.015)² * 643 ≈ 0.145W. A 1/4W resistor is sufficient.
3. Bin Selection:For uniform appearance across multiple switches, specify tight bins for HUE (Dominant Wavelength, e.g., E6 only) and CAT (Luminous Intensity, e.g., R1 only). This ensures consistent color and brightness.
4. Layout:Place the LED and its current-limiting resistor close together. Use the recommended pad layout from the datasheet, possibly adding small thermal relief connections to aid soldering.

. Technology Principle

The LED is based on an Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) semiconductor heterostructure. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons and holes are injected into the active region where they recombine. The energy released during this recombination is emitted as photons (light). The specific bandgap energy of the AlGaInP alloy determines the wavelength of the emitted light, which in this case is in the red spectrum (approximately 632nm). The water-clear resin lens allows the light to escape with minimal absorption, and its shape determines the wide 120-degree viewing angle.

. Industry Trends

The market for SMD indicator LEDs like the 16-213 continues to evolve. Key trends include:

• Increased Efficiency:Ongoing material science improvements aim to deliver higher luminous efficacy (more light output per unit of electrical input), allowing for lower power consumption or brighter indicators.
• Miniaturization:The drive for smaller end products pushes for ever-smaller LED packages (e.g., 0402, 0201 metric sizes) while maintaining or improving optical performance.
• Enhanced Reliability:Improvements in packaging materials and die-attach technologies focus on extending operational lifetime and robustness against thermal cycling and humidity.
• Integration:A trend towards integrating multiple LEDs (e.g., RGB clusters) or combining LEDs with control ICs (like driver chips) into single packages to simplify circuit design and save board space.